住宅给水排水工程设计.ppt

住宅给水排水工程设计,游映玖2010.5,第2章,多层住宅给水排水工程设计,根据建筑设计防火规范GB50016-2006中的概念界定，多层住宅是指层数少于10层（9层）的住宅，其中包括9层的、下部设商业服务网点的住宅。关于层数：若住宅下部为层高不超过2.2m的储藏室、自行车库等小隔间，则不计入层数中。若顶部有2层一套的跃层住宅时，其层数应按照（跃层的自然层数1）计入建筑的总层数中。其他情况，仍应分别按实际层数计算。对于住宅中层高超过3m的楼层，其防火设计的层数确定可按现行国家标准住宅建筑规范GB50368的规定计算确定。本章以纯多层住宅单体为例，重点介绍多层住宅生活给水系统、生活排水系统、屋面雨水排除系统、消防系统的设计。2.1多层住宅给水系统设计2.1.1给水方式的选择1确定给水系统是否需要分质供水、选择合适的水处理工艺和设备。2初定给水方式，重点比较室外给水管网所能提供的最小压力H0(设计前给水排水专业人员现场踏勘取得的资料，又叫资用水头)和建筑所需要的水压H的大小。再考虑供水量、住宅用水量、用水不均匀等因素的影响。建筑所需要的水压H，根据室外给水设计规范GB50013-2006的3.0.9条，已知建筑层数n，可估算建筑室内给水系统所需要的最小用水压力H估。n=1层时，H估=10mH2O；n2层时，H估=4(n+1)（mH2O）。,第2章,这样计算H估值时注意：层高不超过3.5m；从室外地面算起的。此值为初定给水方案时的参考值，实际使用过程中宜根据具体情况，再加上515mH2O的富裕水头。H0与H估比较：H0H估，采用直接供水方式；H0H估，采用单设屋顶水箱供水方式、设水池恒速水泵和屋顶水箱联合供水方式、设水池变频水泵供水方式、水池气压给水设备供水方式、无负压给水（也叫管网叠压供水）方式、分区供水方式（下部采用直接供水方式；上部楼层采用以上增压贮水供水方式）。不同供水方式的适用条件及图示如下：（1）直接供水方式：室外给水管网供水压力能满足建筑物或建筑下部分区的用水压力要求时采用。若H0远远大于H估，应考虑减压。（2）单设屋顶水箱供水方式：室外给水管网供水压力偏高或仅短时间不足（如白天用水高峰期供水不足，其他时间水压有保证），或室内需要配给稳定用水压力，建筑可设置高位水箱时采用。但水箱容积不宜太大。此方式需考虑是否设二次消毒措施。,第2章,（3）设水池、恒速水泵和屋顶水箱联合供水方式：室外给水管网供水压力低于或常不能满足建筑所需水压要求，室内用水不均匀，建筑可设置高位水箱时采用。需考虑是否设二次消毒措施。（4）设水池、变频水泵供水方式：室外给水管网供水压力不能满足所需水压要求，室内用水不均匀，且建筑不宜设高位水箱时采用。需考虑是否设二次消毒措施。,第2章,（5）水池、气压给水设备供水方式：室外给水管网供水压力不能满足所需水压要求，室内用水不均匀，且建筑不宜设高位水箱时采用。需考虑是否设二次消毒措施。,第2章,（6）无负压给水（也叫管网叠压供水）方式：室外给水管网供水压力不能满足所需水压要求，但可资用水头较大，且压力较稳定；室内供水保证率要求不高，用水分散型的建筑可采用。此方式应征得当地主管部门允许。详见全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇/给水排水2007中的3.2、3.3、3.4节。（7）分区供水方式,1-防回流污染装置；2-防负压污染装置；3-稳流罐；4-压力传感装置；5-旁通管；6-水泵机组；7-隔膜式气压水罐；8-自动控制柜；9-电动阀；10-高位水箱,第2章,2.1.2给水系统的组成和设计组成:多层住宅生活给水系统一般由管道系统，给水附件和配件，增压贮水设备，计量设备等组成。管道系统如引入管、立管、横干管、支管等；给水附件和配件如卫生器具配水龙头、各种阀件等；增压贮水设备包括高位生活水箱、生活水泵、贮水池、气压罐；计量设备如水表等。各组成部分的设计如下：1.管道系统：确定管材、布置管道、管径、计算管道水头损失。（1）管道布置1）下行上给式、上行下给式、中间式2）一户一立管、一户两根以上的立管3）入户支管4）安装：明装、暗装（2）管材1）金属管材：不锈钢管和铜管。2）塑料管材：给水PVC-U管、给水PVC-C管、PE管（包括LDPE、HDPE、PEX）、PP-R管、PB管、ABS管。3）复合管材：铝塑复合管，如HDPE-AL-HDPE、PEX-AL-PEX；内衬不锈钢镀锌钢管；钢塑复合管，如内衬PVC镀锌钢管、内衬PE镀锌钢管等。,第2章,（3）管材选用1）室内管道室内给水管道应采用耐腐蚀、不影响饮用水水质和安装连接方便的管材。敷设在找平层内的管道宜采用耐腐蚀的金属管材、PVC-C管、PEX管、PP-R管、PB管、铝塑复合管。与消防系统合用管材应满足消防水压要求。2）室外管道室外明敷管道一般不宜采用铝塑复合管、给水塑料管。埋地管材，应具有耐腐蚀性和承受地面荷载的能力。当DN75mm时，可采用有内衬的给水铸铁管、球墨铸铁管、给水PE管等塑料管或复合管。当DN75mm时，可采用给水PE管等塑料管或复合管。给水泵房内管道给水泵房内管道及输水干管宜采用法兰连接的衬塑钢管或涂塑钢管及配件。贮水池、水箱配管浸水部分管道及配件宜采用耐腐蚀的金属管材或内外衬塑钢管及管件。热交换器或水加热器配管热交换器或水加热器进、出水等配管管材不应采用塑料管，应采用耐腐蚀的金属管材，如铜管等。（4）管径的确定1）敷设在找平层内的管道直径DN25。2）住宅入户管管径不宜小于20mm。3）根据管段的设计秒流量，查所选管材的水力计算表（可参考全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水附录C、D、E、F、G、H、J；或建筑给水排水设计手册第二版第19章），确定管经DN、水力坡度i，并将管道流速v控制在建筑给水排水设计规范GB50015-2003中的表3.6.9的规定范围内。（5）引入管：将室外给水管引入建筑物或由市政管道引入至小区给水管网的管段。建筑引入管从市政给水管网何处接入，应结合城市给水管网规划现状，由建设方申请相关主管部门的批示确定。,第2章,其设计流量，依建筑给水排水设计规范GB50015-2003第3.6.3条要求定：1）直接给水方式中，引入管设计流量采用设计秒流量qg。2）当建筑物内的生活用水全部加压供给时，引入管的设计流量应为贮水调节池的设计补水量，其设计流量在最高日平均时流量Qp和最高日最大时流量Qh间取值。一般采用最高日最大时流量Qh。3）下部几层为直接给水方式，上部为加压给水方式，总引入管的设计流量为以上两种情况的叠加值。2卫生器具配水龙头住宅卫生间、厨房及其内部卫生器具的种类、数量、标准和布置等内容通常由建筑设计人员完成。若有不符合给水排水设计原则要求，应向建筑设计人员提出来，协调处理，使其设置更为合理。与其相关国家标准规范有：住宅设计规范GB50096-1999、小康型住宅厨房卫生间设计通则BK-94-21、国家标准图集住宅卫生间01SJ914、住宅厨房01SJ913、卫生设备安装图集99S304等。3水表:选型、计算水表水头损失根据建筑给水排水设计规范GB50015-2003第3.4.16条要求，引入管上应设总水表、入户管上应设置分户水表。分户水表设置形式1）根据建筑平面户型布局及管道布置情况可设为：一户一表和一户多表两种设置形式。2）根据水表设置的位置不同可分为：分散户内设置和集中户外设置两种。根据GB50015-2003第3.4.17条所示，分户水表宜相对集中读数，且宜设置于户外；对设在户内的水表，宜采用信息出户的智能化水表。工程设计中应充分考虑经济、合理、适用的原则，选择系统简单、管理方便满足社会需求和发展的水表设置形式。,第2章,（1）水表选型应根据水流的水质、水压、水温以及水量的变化等选定。1）接管直径50mm，采用旋翼式水表；接管管径50mm的，选螺翼式水表。2）用水分散型建筑（如住宅、旅馆等），按设计秒流量且水表的过载流量确定水表口径。用水集中型建筑（如公共浴室、洗衣房、食堂等），按设计秒流量且水表的常用流量，查水表产品样本确定水表口径。3）新建住宅的分户水表，其公称直径一般宜采用20mm；当一户有多个卫生间时，应按计算的秒流量选择。4）水表口径宜与管道直径相同。但当有关职能部门有特殊规定时，还要符合当地职能部门的规定。住宅小区总引入管上水表口径的确定见本书4.1.3。（2）水表水头损失水表的水头损失H3的计算式（kPa）（2-1）式中：qB计算管段的设计秒流量，(m3/h)。KB水表的特性系数，一般由生产厂提供，也可按2-2、2-3式计算。适用于旋翼式水表（2-2）适用于螺翼式水表（2-3）式中：qmax.L螺翼式水表的过载流量（m3/h）。10螺翼式水表通过过载流量时的水头损失（kPa）。qmax.s旋翼式水表的过载流量（m3/h）。100旋翼式水表通过过载流量时的水头损失（kPa）。根据GB50015-2003第3.6.12条，未选定产品时，住宅入户水表，宜按0.01MPa确定；引入管水表宜取0.03MPa，校核消防流量时宜取0.05MPa。,第2章,4.吸水井、贮水池设计位置、容积、配管（1）设置条件吸水井室外供水能力能满足室内给水系统设计用水量，但不允许直接吸水时设。贮水池室外供水能力不能满足室内给水系统设计用水量时设。（2）有效容积地下室生活水箱一般由室外给水管网直接供水，地下室生活水箱的有效容积一般按下列公式计算：V=QLTL式中V地下室生活水箱的有效容积；QL由地下室生活水箱供水的最大连续平均小时用水量；TL由地下室生活水箱供水的最大连续时间。根据建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）第3.7.2、3.7.3条，当资料不足时，小区加压泵站的贮水池有效容积可按最高日用水量Qd的15%20%确定；建筑单体贮水池有效容积宜按最高日用水量Qd的20%25%确定。吸水井的有效容积不应小于水泵3min设计秒流量。吸水井深度不宜小于1m。（3）设置要求1）给排水设计人员向建筑设计人员提出贮水池、设备房等的设计参数、尺寸、位置要求，由建筑设计人员确定满足相应要求的贮水池、设备房的位置。2）生活水池与消防水池应分开设置。,3）池外壁与建筑本体的净距：无管道侧，水池外壁与建筑本体结构墙面之间留有0.7m的通道；有管道侧，不宜小于1.0m，且管外壁与建筑主体建的通道不小于0.6m；有人孔池顶不应小于0.8m。为避免短路，水池进出水管设在水池的不同侧。4）贮水池加盖，设检修口、通气管。（4）进水管、出水管管径与浮球阀的确定水泵吸水坑及最低水位满足水泵安装、运行的要求。1）水泵吸水管的流速应小于1.2m/s（管径大于250mm时可采用1.21.6m/s）；水泵出水管的流速宜采用1.52.0m/s（管径大于250mm时可采用2.02.5m/s）。2）吸水管喇叭口至池底的净距，不应小于0.8倍吸水管管径，不应小于0.1m。吸水管喇叭口边缘与池壁的净距不宜小于1.5倍吸水管管径；吸水管与吸水管之间的净距，不宜小于3.5倍吸水管管径（管径以相邻二者的平均值计）。3）拟定水池底的标高，水池最低水位高出吸水喇叭口底部不宜小于500mm，水池最高水位根据有效容积计算确定。,第2章,4）溢流水位一般比最高水位高50100mm。水池（箱）进水管应在溢流水位以上接入，进水管口的最低点高出溢流边缘的高度等于进水管的管径，但最小不应小于25mm，最大可不大于150mm。溢流管出口离池（箱）外地面高度200300mm。溢流管宜采用水平喇叭口集水；喇叭口下的垂直管段不宜小于溢流管管径，溢流管管径应按能排泄水池（箱）的最大入流量确定，并宜比进水管大一级。5）水池（箱）应设泄水管，泄水管的管径，应按水池（箱）泄空时间和泄水受体排泄能力确定，一般情况比进水管小一级，至少不应小于50mm。当水池（箱）中的水不能以重力直流泄空时，应设置移动或固定的提升装置。也可利用水泵出水管管段接出一泄水管的方法解决水池(箱)的排空问题。6）每条进水管上设阀门、液压阀（浮球阀）。水池设有液位报警及指示装置。5.高位水箱设计材质、设置位置、高度、容积、配管高位水箱设计应满足建筑给水排水设计规范、二次供水设施卫生规范、生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准等有关规范、标准的要求设计。（1）确定调节容积V由人工启动水泵供水V=Qd/nb-TbQp式中Qd最高日用水量；Tb水泵启动一次的最短运行时间；nb水泵每天启动次数；Qp水泵运行时间Tb内的建筑平均小时用水量。水泵自动启动V=Cqb/4Kb式中qb水泵出水量；Kb水泵1小时内启动的次数，一般选用48次；C安全系数，一般取1.52.0。根据GB50015-2003第3.7.5条，夜间直接进水的高位水箱（单设水箱方式中）调节容积宜按用水人数和最高日用水定额确定。,第2章,第2章,工程设计中根据具体情况，可按夜间进水白天全部由水箱供水确定。水泵水箱联合供水系统中，不宜小于最大用水时水量Qh的50%水箱可现场制作、定做，也可选用现成产品。根据水箱调节容积V，查水箱样本，使所选水箱型号的公称容积Vg满足水箱调节容积V的要求。公称容积Vg为箱体尺寸长、宽、高的乘积。（2）设置高度水箱设置高度应满足最不利供水点的需要。（3）确定水箱各配管管径和必要附件1）进水管：管径按最大小时流量，流速0.81.2m/s确定。进水管最大管径不得大于150mm；当超过150mm时，应设计成两根以上进水管。设阀门、浮球阀2个。当采用水泵加压进水时，不得设自动水位控制阀，应设置水箱水位自动控制水泵开、停的装置。2）出水管：管径按设计秒流量确定。设阀门，若与进水管共用，应设只出不进的单向阀。但规范规定进出水管宜分别设置。3）溢流管：管径应按能排泄水塔（池、箱）的最大入流量确定，一般比进水管管径大一级。溢流管宜采用水平喇叭口集水；喇叭口下的垂直管段不宜小于4倍的溢流管管径。溢流口应高出最高水位0.05m。溢流管上不得装阀门。4）泄水管：管径一般不小于50mm。应设阀门。设于箱底。可与溢流管连接，不得与排水系统直接连接。5）通气管：水箱的通气管管径一般为100-150mm。无阀门。设于箱顶。6）水位信号装置：反映水位的指示装置。有玻璃管液位计及此耦合液位计等。报警水位应高出最高水位0.02m。7）人孔：人孔不得小于600mm，并设能锁的人孔盖，以保证卫生安全。当水箱高度大于1500mm时，应在人孔处设内外人梯。,第2章,关于消毒措施：根据二次供水设施卫生规范中的规定，水箱容积的设计不得超过用户48小时的用水量，有条件的单位应采取消毒措施。目前采用的消毒措施有紫外线消毒器、次氯酸钠发生器、电解法二氧化氯复合消毒剂发生器和水箱自洁消毒器等方法供选用。详见国家建筑标准图集02SS104二次供水消毒设备选用与安装。6生活水泵流量、扬程、启动扬程（1）水泵流量Qb向生活管网供水：按设计秒流量计算，Qb=qg；生活给水系统采用变频调速泵组供水方式时，加压泵流量应按设计秒流量确定。选泵时，调速泵在额定转速时的工作点，应位于水泵高效区的末端。秒流量的计算方法详见本章流量计算。向水箱供水：按最高日最高时流量确定，Qb=Qh。（2）水泵扬程Hb：Hb=H1+H2+H3+H4+H5式中H1地下室生活水箱最低水位至最不利用水器具的高度差（变频水泵）；或者从地下室生活水箱最低水位至高位生活水箱最高水位的高度差（泵箱供水）；H2生活给水管网系统的水头损失；H3住户水表的水头损失；H4生活加压泵的水头损失；H5最不利用水器具的流出水头。应满足最不利点供水水压的要求（3）高位消防水箱扬程校核若住宅设置消防水箱，应校核生活水泵扬程是否满足消防高位水箱进水水压的要求。,第2章,（4）泵房设计的基本要求泵房应至少设置一个能进出最大设备的大门，其尺寸根据设备大小、运输方式等条件确定；泵房楼梯坡度及宽度应考虑方便搬运小型配件；泵房内的主要通道宽度不得小于1.2m。泵房内应设排水沟（沟宽一般不小于200mm）和集水坑，地面应有0.01坡度坡向排水沟，集水坑不能自流排出时可采用潜污泵提升排出，集水坑的有效容积不宜小于潜污泵5min的出水量，且水泵每小时启动次数不宜超过6次。靠液位控制污水潜水泵的运行。水泵机组的布置，应符合表4-12的规定（或见全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水2003表2.7.11；建筑给水排水设计规范GB50015-2003表3.8.14）。水泵房内宜有检修水泵的场地，检修场地尺寸宜按水泵或电机外形尺寸四周有不小于0.7m的通道确定。泵房内应考虑电控设备的安装空间。可靠墙布置，配电柜前通道低压不宜小于1.5m，高压不宜小于2.0m，且不宜靠近水池墙体。泵房的高度无起重设备的泵房，净高不低于3.0m。有起重设备时，应按搬运机件底和吊运所通过水泵机组顶部0.5m以上的净空确定。同时，确定泵房的平面尺寸、高度还应结合水箱施工和装配的需要。水泵基础高出地面的高度应便于水泵安装，不应小于0.1m；泵房内管道管外底距地面或管沟底面的距离，当管径150mm时，不应小于0.2m；当管径200mm时，不应小于0.25m。（基础深度也可根据地脚栓直径的2530倍取值，同时满足不小于0.5m的要求。在水泵基础下设橡胶隔振垫，并在水泵的吸压水管道上设置可绕曲街头，同时对泵房的墙壁、天花板采取隔音吸音处理。）,第2章,吸水管上设闸门，压水管上设止回阀、闸阀和压力表，安装时，设水锤消除装置。7.气压给水设备设置灵活、安装方便、自动化操作、水质不易污染、消除水锤影响；调节容积小、耗钢材、耗电。适用于不适设水箱的建筑、临时给水系统、消防给水等设计计算：气压罐总容积VZ和工作压力、水泵选型、空压机选型等。,1）气压罐总容积Vz的确定：又由波-马定律：令，一般取0.650.85;，容积附加系数：卧式1.25，立式1.10，隔膜式1.05故：2）气压罐的工作压力（p1p2为绝对压力）：最小工作压力p1应满足最不利点所需要的水压：p1=H+100(kPa)=H1+H2+H3+H4+100(kPa)最大工作压力p2用b计算，且应校核：系统最低配水点处的水压0.55MPa。3）水泵选型：变压式：按Hb(p1+p2)/2选型，并应满足：Qb1.2QhHb=p1时，Qb=qg；Hb=p2时，Qb=Qh。定压式：按Hbp1选型。Qbqg,气压水罐,至管网,p2,水泵,Vz,p1,p0,V1,V2,VX,V3,气压水罐容积计算,P0:气压罐无水时的气体压力；V1:表示p1时，罐内气体的容积；V2:表示p2时，罐内气体的容积；V3:气压罐的附加容积；VX:气压罐的调节容积。,第2章,第2章,4）空压机选型：工作压力：pKp2排气量：GK应满足VZ的要求，可按下表选用补气空压机排气量GK选用参数2.1.3流量和水压的确定1设计秒流量计算（1）设计秒流量计算公式住宅属于用水分散型建筑。根据建筑给水排水设计规范GB50015-2003中规定，住宅给水管道设计秒流量采用概率法计算。,型立式多级泵,型单级双吸卧式离心泵,型多级卧式离心泵,第2章,住宅：概率法设计秒流量计算公式如下：(L/s)（2-4）式中Ng计算管段的卫生器具给水当量总数，各卫生器具给水当量数可查建筑给水排水设计规范GB50015-2003中的表3.1.14确定。U计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率（%）。（2-5）式中c对应于不同U0的系数，查建筑给水排水设计规范GB50015-2003表C，或全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水附录A-2。U0为计算管段最大用水时卫生器具平均出流概率（%），规范给出U0参考值（见建筑给水排水设计规范GB50015-2003条文说明中的第3.6.4条表1）；计算公式如下：（2-6）式中m用水单位数（人或床位等，工业企业建筑为班人数）；qd最高日生活用水定额（L/人d、L/床d或L/人班等），住宅qd见GB50015-2003表3.1.9；T每日或每班的用水时间（h），依建筑物的性质决定，住宅T=24h/d；Kh小时变化系数，见建筑给水排水设计规范GB50015-2003表3.1.9；Qd最高日用水量（L/d），Qd=mqd；Qp最高日平均时流量（L/h），Qp=mqd/T；Qh最高日最大时流量（L/h），Qh=mqdKh/T；Qs最高日最大时平均秒流量（L/s），Qh=mqdKh/3600T。（2）设计秒流量公式应用工程中为简化计算，可算出Ng和U0后，查（参见GB50015-2003表D，或全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水附录A）确定qg。,第2章,1）Ng取值应注意：若Ng=1，应取U=100%计算设计秒流量；若Ng超过GB50015-2003表D（或全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水附录A）中数值，应取U=U0计算设计秒流量。2）U0取值应注意：单户型住宅U0相同单户型住宅是指每户用水标准一致，卫生间和厨房数量相同，且其中所设卫生器具的种类、数量相同的住宅。因此，每户Ng、m、q0、Kh和T相同，由（2-6）式，则给水管道U0也相同。多户型住宅U0不同多户型住宅是指每户用水标准，卫生间和厨房数量，或其中所设卫生器具的种类、数量不尽相同的住宅。因此，每户Ng、m、q0、Kh和T也不尽相同，则给水各管道U0不尽相同。当计算某根连接有几根不同U0的管道时，该管道的设计秒流量计算方法有两种：a若连接的各支管的最大用水时发生在同一时段，且给水管网为枝状，则该给水管道的最大用水时卫生器具平均出流概率U0按加权平均法计算。U0确定后，再根据该管段的Ng，查GB50015-2003表D，或全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水附录A，确定设计秒流量。若为环状管道，应根据具体情况分配管道的设计流量。b若连接的各支管的最大用水时并不发生在同一时段，则该给水管道设计秒流量的计算，应将设计秒流量最小的支管的平均用水时平均秒流量与设计秒流量大的支管的设计秒流量叠加成该干管的设计秒流量。2给水系统所需水压的确定,第2章,给水系统所需的水压H按最不利点所需要的水压进行计算：H=H1+H2+H3+H4（2-8）式中H1为克服引入管起点（或贮水池最低水位）至最不利配水点位置高度所需要的静水压（kPa）；H2计算管路的总水头损失（kPa）；包括总沿程水头损失hy和总局部水头损失hj。hy=iL；hj可按（2530）hy的算。所以，H2=（1.251.30）hy。H3水表的水头损失（kPa），包括总水表和分户水表。H4最不利配水点所需流出水头（各种配水龙头或用水设备为获得额定流量而必须的最小压力（kPa），可查建筑给水排水设计规范GB50015-2003中的表3.1.14确定。对于非装修到位的住宅，管道常常布置到入户水表处，水表后预留接管。此时，最不利点的最小压力应充分考虑用户水压要求。住宅设计规范（GB50096-1999）规定：“套内分户水表前的给水静压力不应小于50kPa”。但设计中，一般多层住宅入户水表后的进水支管处的最小供水压力不小于10mH2O（约为100kPa）。通常为保证供水压力，设计时，按（2-8）式计算的H还要再加上510m的富裕水头。,第2章,2.2多层住宅消防系统设计2.2.1消防设施设置类型1灭火器根据建筑设计防火规范、建筑灭火器配置设计规范要求，住宅需配置灭火器。2消火栓系统消火栓系统分室内消火栓系统和室外消火栓系统。（1）根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第8.1.2条，居住区人口不超过500人，且建筑物层数不超过2层的居住区可不设消防给水。因此，在这种条件下，2层的住宅既不设室外消火栓系统，也不设室内消火栓。（2）室内消火栓设置条件根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第8.3.1条规定，超过七层的住宅应设室内消火栓给水系统。因此，89层的各类多层住宅应设室内消火栓给水系统。（3）室外消火栓设置条件根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第8.2.8条第4款规定，在市政消火栓保护半径150m以内，当室外消防用水量15L/s时，可不设置室外消火栓。因此1）住宅在市政消火栓保护半径150m以外；或2）室外消防用水量15L/s时，需设室外消火栓。单体建筑室外消火栓给水系统以建筑物外墙中心线为分界线，位于中心线以外的是室外消火栓给水系统。3自动喷水灭火系统根据住宅标准规格，依具体条件设置。现行规范未对多层住宅作设置规定。本节重点介绍消火栓给水系统及灭火器配置设计。2.2.2消防给水系统给水方式消防给水系统给水方式有高压、临时高压和低压消防给水系统。,第2章,2.2.3室内消火栓给水系统1给水方式的确定（1）判断是否分区根据建筑设计防火规范GB50016-2006第8.4.3条规定，室内消火栓栓口处的静水压力大于1.0MPa时，应采取分区给水系统。89层住宅消防系统采用不分区的给水方式。（2）室内消火栓系统给水方式选定给水方式的确定主要取决于室内消防系统的消防流量、消防水压需求和室外管网是否能提供可靠的消防水源、水压及建筑设计防火规范的要求。常见的给水方式有：1）直接供水方式适用于：室外给水管网提供的水量和水压，在任何时候均能满足室内消火栓给水系统的设计水量、水压要求时采用。此时，室外属于常高压消防给水系统。2）设消防贮水池、消防水泵、消防水箱供水方式适用于：外网水量、水压不能满足室内消火栓给水系统的水量、水压要求。见本节消防水池设置条件。见本节高位水箱设置条件。,第2章,3）设消防水泵、消防水箱供水方式适用于：外网水压不能满足室内消火栓给水系统的水压要求，且市政有关部门允许消防水泵直接从环状市政给水管网吸水时采用。消防水泵的扬程应按市政给水管网的最低压力计算，并以市政给水管网的最高水压校核。,4）干式消防竖管系统建筑设计防火规范GB50016-2006第8.4.2条第9款规定，对严寒地区、缺水地区的住宅，可设置干式消防竖管系统。干式系统设置要求系统进水管上设快速启闭装置，管道最高处设置自动排气阀；竖管直径不宜小于65mm，宜为70mm80mm，消火栓口径采用SN65；系统只在室外首层，靠出口部位，设置便于消防车供水的快速接口；系统不设消防水泵、消防水池、消防水箱；设置有困难时，室内消火栓不设消火栓箱，即室内消火栓不配水枪、水龙带。消防时，消防队员自携水枪、水龙带与室内消火栓相接，用消防车上的消防泵来满足室内消防用水量和水压要求。,第2章,2.室内消火栓系统的组成和设计组成：由室内消火栓、给水管网、高位消防水箱、消防水池、消防水泵等组成。（1）室内消火栓与生活、生产等给水系统设计不同的是，设计人员需先进行室内消火栓的平面布置，以确定消防给水系统配水点的位置、数量。然后，再根据给水方式，布置管道，进行水力计算。,第2章,设有室内消火栓的建筑物，其各层(无可燃物的设备层除外)均应设置消火栓。如为平屋顶时，宜在平屋顶上设置试验、检查用的消火栓。2）室内消火栓设置要求：同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪和水带。根据建筑设计防火规范GB50016-2006第8.3.1条规定，住宅室内消火栓规格DN65；水枪接口：DN65、喷嘴有16mm和19mm两种；水龙带接口DN65、长度不应超过25m。室内消火栓应设在明显、易于取用地点。栓口离地面高度为1.1m，其出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面成90角。根据建筑设计防火规范GB50016-2006第8.4.3条第8款，当高位消防水箱设置高度不能满足最不利点消火栓的水压要求时，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，并设保护措施。（2）给水管网1）管材：应考虑管道工作压力。常采用无缝钢管、镀锌焊接钢管。系统压力小于等于1.2MPa时，采用热浸镀锌焊接普通钢管；当系统压力大于1.2MPa时，应采用热浸镀锌焊接加厚钢管或无缝钢管。消火栓系统给水管，架空时多采用内外壁热浸镀锌钢管；埋地时多采用球墨铸铁管、塑料管、塑料复合管。管网中管径DN80mm时，采用螺纹连接，管径80mm时，可采用卡箍连接、法兰连接。埋地敷设时，如管道的接口形式为法兰、卡扣、卡箍等时，接口应安装在检查井或地沟内，不应直接埋在土壤中。2）系统形式：消火栓管道系统宜独立设置。当与其它用水合并设置时，合用的室内管道，应在其它用水达到最大小时流量时，仍能保证供应全部消防用水量。3）环网：室内消火栓超过10个且室外消防用水量大于15L/s时，其消防给水管道应连成环状，且至少应有2条进水管与室外管网或消防水泵连接。当其中一条进水管发生事故时，其余的进水管应仍能供应全部消防用水量。,第2章,4）最小管径：室内消防竖管直径不应小于DN100。5）阀门布置：室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段。对于多层民用建筑，室内消防给水管道上阀门的布置应保证检修管道时关闭的竖管不超过1根，但设置的竖管超过3根时，可关闭2根。阀门应保持常开，并应有明显的启闭标志或信号。管道穿变形缝等处时，须在补偿装置前后适当部位设检修阀门。6）允许直接吸水的市政给水管网，当生产、生活用水量达到最大且仍能满足室内外消防用水量时，消防泵宜直接从市政给水管网吸水。（3）高位消防水箱1）设置条件建筑设计防火规范GB50016-2006第8.4.4条指出了高位消防水箱设置条件：设置临时高压给水系统的建筑物应设置消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱）。消防水箱宜独立设置。若系统设消防水泵，发生火灾时，由消防水泵供给的消防用水不应进入消防水箱。2）容积应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量小于等于25L/s，经计算消防水箱所需消防储水量大于12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量大于25L/s，经计算消防水箱所需消防储水量大于18m3时，仍可采用18m3。3）设置高度重力自流的消防水箱应设置在建筑的最高部位；常设在屋顶。设置高度应满足最不利点消火栓水压要求，如不能满足，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮。,第2章,（4）消防水池1）设置条件建筑设计防火规范GB50016-2006第8.6.1条要求：当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量；市政给水管道为枝状或只有1条进水管，且室内、外消防用水量之和大于25L/s时，设置消防水池。2）容积由GB50016-2006第8.6.2条，消防水池容积应按以下要求确定：当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间（按GB50016-2006表8.6.3取值）内室内消防用水量的要求。当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量与室外消防用水量不足部分之和的要求。当室外给水管网供水充足且在火灾情况下能保证连续补水时，消防水池的容量可减去火灾延续时间内补充的水量。补水量应经计算确定，且补水管的设计流速不宜大于2.5m/s。3）设置要求消防水池的补水时间不宜超过48h；容量大于500m3的消防水池，应分设成两个能独立使用的消防水池；供消防车取水的消防水池应设置取水口或取水井，且吸水高度不应大于6.0m。取水口或取水井与建筑物（水泵房除外）的距离不宜小于15m；与甲、乙、丙类液体储罐的距离不宜小于40m；供消防车取水的消防水池，其保护半径不应大于150m；消防用水与其他用水共用水池时，应采取确保消防用水不作他用的技术措施；严寒和寒冷地区的消防水池应采取防冻保护设施。以上条款均为强条。,第2章,（5）消防水泵1）消防水泵扬程和流量的确定扬程应满足最不利消火栓处水压力的要求。当消防水泵直接从环状市政给水管网吸水时，消防水泵的扬程应按市政给水管网的最低压力计算，并以市政给水管网的最高水压校核。流量应满足系统灭火时，要求同时使用水枪数的实际出流量要求。消防水泵选型时应选择流量-扬程性能曲线平的水泵；最好选用消防专用泵。美国NFPA20规定消防泵零流量时的压力不应超过系统设计额定压力的140%；当水泵流量为额定流量的150%时，此时水泵压力不应低于额定压力的65%。2）设置要求出水管：消防水泵房应有不少于2条的出水管直接与消防给水管网连接。当其中一条出水管关闭时，其余的出水管应仍能通过全部用水量。出水管上应设置试验和检查用的压力表和DN65的放水阀门。当存在超压可能时，出水管上应设置防超压设施。吸水管：一组消防水泵的吸水管不应少于2条。当其中一条关闭时，其余的吸水管应仍能通过全部用水量。消防水泵应采用自灌式吸水，并应在吸水管上设置检修阀门。备用泵：根据建筑设计防火规范GB50016-2006第8.6.8条要求，消防水泵应设置备用泵，其工作能力不应小于最大一台消防工作泵。当工厂、仓库、堆场和储罐的室外消防用水量小于等于25L/s或建筑的室内消防用水量小于等于10L/s时，可不设置备用泵。多层住宅消火栓系统可以不设备用泵。消防水泵应保证在火警后30s内启动。消防水泵与动力机械应直接连接。,第2章,3设计计算要点：（1）消防流量的分配1）室内消火栓用水量的确定依据多层住宅室内消火栓用水量见建筑设计防火规范GB50016-2006表8.4.1。设计中，消防水量应根据计算确定。2）竖管消防流量：确定同时使用的水枪数查GB50016-2006表8.4.1，89层住宅室内消防用水量为5L/s，每只水枪的流量为2.5L/s，每根竖管最小流量为5L/s。因此，每根竖管能供应2支水枪的用水量。确定同时使用水枪的位置建筑消火栓给水系统的水力计算应按灭火时最不利情况出水考虑，所以：当每根竖管使用1支水枪时，按立管最上1层的消火栓出水进行计算；当每根竖管同时使用2支水枪时，按最上2层的消火栓同时出水计算；当每根竖管同时使用3支水枪时，应按最上3层消火栓同时出水计算。3）横干管消防流量确定最不利计算管路，明确最不利消防竖管、次不利消防竖管、第三不利消防竖管。若系统为环状网，应断开某段管路，以枝状管路情况确定。按GB50016-2006表8.4.1，确定各管段同时使用的水枪数，定同时使用水枪的位置。多层住宅横干管消防流量与竖管消防流量相同。按灭火时最不利处消火栓(不包括屋顶消火栓)出水要求经计算确定。工程实际中，室内消火栓给水系统流量分配办法：竖管流量根据GB50016-2006第8.4.2条第6款规定最大可关闭竖管数量，假定最不利情况下这组竖管关闭，然后将室内消火栓用水量平均分摊到剩余竖管，并保证每根竖管的流量不应小于GB50016-2006表8.4.1中规定的竖管最小流量。横干管的流量按消火栓用水量确定。,第2章,（2）计算消火栓出流量及栓口压力1）最不利水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压Hq（kPa）：（2-13）式中f为实验系数，见表2-4；为与水枪喷嘴口径有关的阻力系数见表2-5；Hm为水枪的充实水柱，由（2-14）式计算确定，且不小于最小充实水柱的要求。根据建筑设计防火规范GB50016-2006第8.4.3条，对于住宅一般不应小于7m。（2-14）式中H1室内最高着火点离地面的高度（m）；H2水枪喷咀离地面的高度（m），一般取1m；450水枪上倾角。表2-4实验系数f值Hm(m)68101216f1.191.191.201.211.24表2-5阻力系数值df(mm)1316190.01650.01240.00972）消火栓的实际出流量qxh（L/s）（2-15）式中B水流特性系数，按全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水（2003）表7.1.5-2采用。若计算的qxh小于规定的每支水枪最小流量，取qxh等于每支水枪最小流量（一般为5L/s，多层住宅的最小流量为2.5L/s）。,第2章,3）水带的水头损失hd（kPa）（2-16）式中Ad水带的比阻，见全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水（2003）表7.1.5-1；Ld水带长度，m；qxh含义同上。最不利消火栓的Hq和qxh可简化计算过程：根据充实水柱Hm及水枪口径df，查全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水（2003）中的表7.1.5-3确定。4）最不利消火栓口所需水压Hxh（2-17）式中Hq、hd含义同上。Hk消火栓栓口水头损失，按20kPa计算。5）次不利消火栓栓口所需水压Hxh1和出水量qxh1若要求每根竖管同时使用2支及2支以上的水枪时，除计算最不利消火栓的实际出流量和栓口压力外，还应依次计算最不利消火栓后续次不利消火栓或次次不利消火栓的实际出流量和栓口压力。如，次不利消火栓：Hxh1=Hxh+h0-1+H0-1（2-18）式中h0-1为最不利消火栓与次不利消火栓间管道的水头损失（kPa）；H0-1为最不利消火栓与次不利消火栓间标高差（kPa）。由Hxh1=Hxh+h0-1+H0-1Hxh1=Hq1+hd1+Hk1,第2章,取hd1=hd，Hk1=Hk：Hq1=Hxh1hdHk所以，L/s（2-19）同样，qxh1也应满足每支水枪最小流量的规定。（3）系统所需的水压H：H=贮水池最低水位至最不利消火栓的高差H1+设计管道流过实际消防流量时的水头损失H2+最不利消火栓栓口所需的水压Hxh2.2.4灭火器设置灭火器配置的设计按以下步骤进行：1判断各灭火器配置场所的火灾种类、确定建筑危险等级及选择灭火器的类型（1）火灾种类分ABCDE五类：A类指含碳固体可燃物；B类指甲、乙、丙类液体；C类指可燃气体等燃烧的火灾；D类指可燃金属，如钾、钠等燃烧的火灾；E类（带电类）火灾指带电体燃烧的火灾。关系到要使用什么灭火器来灭火的问题。根据建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第3.1.2规定：多层住宅火灾种类一般为A类火灾。（2）危险等级分严重危险级、中危险级、轻危险级三级，其定义见GB50140-2005中3.2.1条。根据GB50140-2005附录D所示，多层住宅一般为中危险级、轻危险级。（3）选择灭火器的类型1）灭火器的类型有水型、泡沫型、二氧化碳型、干粉型等。2）各类灭火器的性能,第2章,水型灭火剂：最常用的灭火剂，来源丰富，取用方便，可以用来扑救任何建筑火灾和一般物质的火灾，其加压的密集水流，能喷射到较远的地方灭火。泡沫灭火剂：发泡性很强，较少的灭火剂就能产生大量极轻的泡沫，覆盖在燃烧固体或液体的表面，大量吸热及阻止起火物与空气接触，达到终止燃烧的目的。干粉灭火剂：干粉是易于流动的微细固体粉末，灭火效率高、不导电、不腐蚀、毒性低，特别适合扑救易燃液体、可燃气体和电气火灾。卤代烷灭火剂：是一种有机物灭火剂，灭火效能高、绝缘性能好、腐蚀性小、灭火后不留痕迹，适合扑救电器、精密仪器以及可燃气体、易燃液体火灾。二氧化碳灭火剂：从灭火器射出后呈固体雪花状，能够迅速冷却燃烧物，冲淡燃烧区的含氧量，使燃烧停止。该灭火剂不导电、不含水分、不损坏仪器。3）灭火器的选择选用灭火器除考虑配置场所的危险等级、火灾种类外，还应考虑灭火器的灭火效能、通用性、对保护场所及物品的污染程度等因素。详见GB50140-2005第4章内容。根据GB50140-2005第4.2.1条规定，多层住宅常选择磷酸铵盐干粉灭火器。2划分计算单元，计算各计算单元的保护面积S（1）计算单元：灭火器的设置场所。（2）划分计算单元的原则：危险等级、火灾种类相同的场所，可将一个楼层或一个防火分区作为一个计算单元。反之则应分别作为一个独立单元。（3）计算单元的保护面积S。3计算各计算单元的最小需配灭火级别Q各计算单元的最小需配灭火级别Q，即各计算单元最小需要多少具灭火器。Q=KS/U（2-20）,第2章,各计算单元的最小需配灭火级别Q，即各计算单元最小需要多少具灭火器。Q=KS/U（2-20）式中K修正系数。可查建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005表7.3.2。例如，设有室内消火栓的计算单元，配置的灭火器数量可相应减少10%，即K=0.9；设有自动灭火系统的，可减少30%，K=0.7；两种灭火系统都有的，可减少50%，K=0.5。S某计算单元的保护面积。U某计算单元最低需配灭火器基准。是指每个场所，灭火器的一个配置基准。可查GB50140-2005表6.2.1、2确定。4确定各计算单元中的灭火器设置点和设置点数量N各计算单元中的灭火器设置点的位置和数量，关系到在各个计算单元，灭火器的放置。各计算单元中的灭火器设置点应根据灭火器最大保护距离确定，A类或B类火灾配置场所的最大保护距离见GB50140-2005表5.2.1、2。5确定每个设置点灭火器规格与数量（1）计算每个灭火器设置点的最小需配灭火级别QeQe=Q/N（2-21）式中Q某计算单元的最小需配灭火级别。N该计算单元中的灭火器设置点数量。（2）确定每个设置点灭火器规格与数量设置点灭火器规格应按GB50140-2005表6.2.1、2确定。灭火器的分布无须按保护面积均匀放置，可以将数个灭火器放在同一位置上，以方便取用，但每个点不宜多于5具，且每个配置场所的灭火器不应少于2具。,第2章,6确定每具灭火器的设置方式和要求灭火器应放置在明显、易取用的位置，手提式灭火器宜放置在挂钩托架上或灭火箱内，其顶部离地高度应小于1.5m，底部离地高度不宜小于0.15m，不应放置在潮湿或有强腐蚀性物质的地点。2.3多层住宅排水系统设计排水系统设计首先应考虑排水体制、系统采用何种通气方式、住宅横支管是否采用同层排水、底层排水横管是否单独排放机排出管与市政管道的衔接等问题。2.3.1排水体制的选择住宅常用的排水体制有分流制和合流制两种。1分流制是指生活污水（如粪便污水）与生活废水（如洗涤废水），分别用独立的管系收集、排放。特点：污水局部处理设备如化粪池的容积较小；但排水立管数量、室外检查井的数量较多，管道敷设复杂。分流制有利于生活废水的综合利用与处理。如建筑采用中水系统，排水系统宜设置成分流制。2合流制是指粪便污水与洗涤废水经统一收集，排入化粪池（或其他局部处理构筑物）处理，再排入城市污水管网。特点：较分流制正好相反。住宅排水体制的选择应根据城市室外排水体制、市政主管部门的要求是否综合利用与处理的要求来制定。根据建筑给水排水设计规范GB500015-2003第4.1.2条住宅生活排水宜分流排放。2.3.2排水系统的组成和设计住宅排水系统由卫生器具、排水管道、通气系统、清通设备、化粪池和污水提升设备等组成。,第2章,1卫生器具排水口的设置预留口应充分考虑使用合理性和用户需求。地漏、便溺、洗涤卫生器具及洗衣机排水，除器具自带存水弯外，应分别设置存水弯，其最小水封深度不得小于50mm。2排水管道布置（1）卫生间排水横支管的布置有两种类型：隔层排水和同层排水方式。住宅设计规范（GB50096-1999）第6.1.6条规定：住宅的污水排水横管宜设